[发明专利]一种多端柔性直流系统下垂控制设定点在线整定方法

权利要求书

1.一种多端柔性直流系统下垂控制设定点在线整定方法，其特征在于，该在线整定方法由直流电压达阈值触发或系统故障触发，利用换流站实时功率与直流母线电压测量数据，以及换流站额定容量、下垂增益和初始有功功率指令值数据，按照不平衡功率分配原则与零和直流电压偏差原则导出期望潮流分布，从期望潮流分布中计算获取新的下垂控制设定点，包括以下步骤：

(1)选取在线整定方法触发条件，触发条件分为直流电压达阈值触发与系统故障触发，且两种触发机制同时运行：设定低阈值与高阈值，在直流电压达阈值触发中，当系统任一直流电压达到低阈值后在线整定方法立即触发一次，直到直流电压达到高阈值或触发时间间隔结束后才能再次触发，阈值的设置与多端柔性直流系统的运行要求、通讯时间以及计算处理时间相关，触发时间间隔的设置与外环控制器时间常数相关；故障触发分为线路故障或换流站意外退出运行，当检测到系统有关线路故障或换流站意外退出运行的信号，在线整定方法立即触发并产生触发时间间隔；当系统出现线路故障而断开某条线路后，还需对系统导纳矩阵进行修正；

(2)计算不平衡功率，规定功率和电流的正方向为交流系统流入直流系统，换流站有功功率在交流侧进行测量，定义不平衡功率如下：

其中，ΔP为不平衡功率，D表示具有下垂控制特性的换流站集合，P_i0表示D中第i个换流站的初始有功功率指令值，其值由上级调度指令给定，E表示不具有下垂控制特性的换流站集合，P_j表示E中第j个换流站的有功功率，F表示因故障退出运行的换流站集合；

(3)预分配不平衡功率，当在线整定方法被触发后，利用当前功率测量数据计算不平衡功率，并基于换流站剩余容量对不平衡功率进行预分配：

其中，P_i表示第i个换流站有功功率期望值，P_irem与P_jrem分别表示第i个和第j个换流器的有功剩余容量，P_imax表示第i个换流站的有功最大容量；

(4)计算直流母线电压偏差，根据快速线性潮流算法原理，为实现预期的不平衡功率在下垂控制换流站之间的分配，需要计算获取多端柔性直流系统的各换流站直流母线处的直流电压偏差，即实际测量直流电压与额定直流电压之差，在具有n个换流站的多端柔性直流系统中，系统导纳矩阵的秩为n-1，选定一个电压偏差为已知量的换流站m，利用下式求解各个换流站的直流电压偏差：

该式简写为：

P_n-1＝Y_n-1ΔV_n-1+δ_mY_m

其中，Y_i,j表示系统导纳矩阵中的元素，ΔV_idc表示第i个换流站处的直流电压偏差，δ_m表示换流站m的直流电压偏差，所有换流站电压均为δ_m的线性表达式；

(5)确定系统电压偏差水平，使所有换流站直流电压偏差之和为0，实现直流电压在其额定值附近的均匀分布，即利用零和直流电压偏差原则确定系统的电压偏差水平：

(6)获取下垂控制设定点，结合各个换流站的下垂增益，利用下式计算新的有功功率指令值，并修改下垂控制换流站的设定点：

该式简写为：

P_ref＝AΔV_n

其中，P_iref表示第i个换流站的有功功率指令值，β_i表示第i个换流站的下垂增益。

2.根据权利要求1所述的在线整定方法，其特征在于，直流电压达到阈值触发中的低、高阈值分别选取为电压偏差限值的60％、90％，触发时间间隔选取为100ms。